化工生产中的重要非金属元素第一节第3课时硫酸根离子的检验不同价态含硫物质的转化课后练习含解析新人教版必修第二册 6页

第3课时　硫酸根离子的检验　不同价态含硫物质的转化 ‎1.提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液,设计实验方案为溶液 KNO3溶液。‎ 则X为(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.Na2CO3 B.K2CO3 C.Na2SO4 D.K2SO4‎ 答案B 解析除去Ba(NO3)2应用碳酸盐而不可选用硫酸盐,碳酸盐过量才能保证Ba(NO3)2被除净,过量的碳酸盐还能用适量硝酸除去;而硫酸盐虽能保证Ba(NO3)2被除净,但过量的硫酸盐无法用硝酸除去;因为是钾盐溶液,故不能用Na2CO3。‎ ‎2.下列事实与原因(括号中)对应关系正确的是(　　)‎ A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大(浓硫酸具有难挥发性)‎ B.向某样品溶液中先滴加过量的稀盐酸,无现象,再滴加BaCl2溶液后出现白色沉淀(样品溶液中含有SO‎4‎‎2-‎)‎ C.蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(浓硫酸具有吸水性)‎ D.浓硫酸可与铜反应(只显示浓硫酸的强氧化性)‎ 答案B 解析在空气中敞口久置的浓硫酸质量增大是因为浓硫酸具有吸水性;向样品溶液中加入稀盐酸,没有现象,说明一定没有Ag+,再加入少量BaCl2溶液,生成白色沉淀,此时溶液显酸性,而BaSO4既不溶于水也不溶于酸,则白色沉淀为BaSO4,溶液中含有SO‎4‎‎2-‎;蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成,是因为浓硫酸具有脱水性;浓硫酸与金属铜的反应中,既表现浓硫酸的强氧化性,又显示浓硫酸的强酸性。‎ ‎3.下列叙述或操作中正确的是(　　)‎ A.浓硫酸能使硫酸铜晶体失去结晶水,体现了浓硫酸的脱水性 B.浓硫酸对有机物的腐蚀性是浓硫酸脱水性和强氧化性的综合体现 C.浓硫酸具有氧化性,稀硫酸无氧化性 D.浓硫酸不慎沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再涂上稀NaOH溶液 答案B 解析A项,浓硫酸吸收结晶水,体现了其吸水性;C项,稀硫酸中H+表现氧化性;D项,浓硫酸沾到皮肤上,用大量水冲洗后,不能涂稀的强碱溶液,可涂上小苏打溶液。‎ ‎4.在检验SO‎4‎‎2-‎的过程中,下列操作正确的是(　　)‎ ‎(提示:稀硝酸具有强氧化性,可将SO‎3‎‎2-‎氧化为SO‎4‎‎2-‎)‎ A.先加入稀硝酸,没有产生沉淀,然后再加硝酸钡,产生白色沉淀,证明有SO‎4‎‎2-‎存在 B.先加入硝酸钡,产生白色沉淀,然后再加稀硝酸,沉淀不溶解,证明有SO‎4‎‎2-‎存在 C.先加入稀盐酸,没有产生沉淀,然后再加氯化钡,产生白色沉淀,证明有SO‎4‎‎2-‎存在 D.先加入氯化钡,产生白色沉淀,然后再加稀盐酸,沉淀不溶解,证明有SO‎4‎‎2-‎存在 答案C 解析A项,先加入稀硝酸,没有产生沉淀,然后再加硝酸钡,产生白色沉淀,则溶液中也可能含有SO‎3‎‎2-‎或HSO‎3‎‎-‎;B项,先加入硝酸钡,产生白色沉淀,然后再加稀硝酸,沉淀不溶解,则溶液中也可能含有SO‎3‎‎2-‎或HSO‎3‎‎-‎;D项,先加入氯化钡,产生白色沉淀,然后再加稀盐酸,沉淀不溶解,则溶液中也可能含有Ag+。‎ - 6 -‎ ‎5.下列反应能产生二氧化硫的是(　　)‎ A.氧化铜和稀硫酸反应 B.亚硫酸钠和氧气反应 C.三氧化硫和水反应 D.铜和热的浓硫酸反应 答案D 解析A选项,两者反应生成硫酸铜和水,所以错误;B选项,两者反应生成硫酸钠,所以错误;C选项,两者反应生成硫酸,所以错误;D选项,两者反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,所以正确。‎ ‎6.已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去,则下列有关说法正确的是(　　)‎ A.X使蔗糖变黑主要体现了X的强氧化性 B.若A为铁,则足量A与X在室温下即可完全反应 C.若A为碳单质,则将C通入少量的澄清石灰水,一定可以观察到白色沉淀产生 D.工业上,B转化为D的反应条件为高温、常压、催化剂 答案D 解析由题意知X为浓硫酸。浓硫酸使蔗糖变黑主要体现了浓硫酸的脱水性,A项错误;浓硫酸在室温下使Fe钝化,B项错误;A为碳单质时,生成的C为CO2,CO2通入少量澄清石灰水生成可溶性的Ca(HCO3)2,C项错误;SO2与O2反应的条件为高温、常压、催化剂,D项正确。‎ ‎7.在如图所示的转化关系中,A、B、C、D、E、F、G、H、I均为常见物质。‎ 已知B、D都是淡黄色固体,且A与D可反应生成离子化合物I,B与I的相对分子质量相同。请回答下列问题:‎ ‎(1)写出下列物质的化学式:A　　　　,F,H　　　　。 ‎ ‎(2)写出C的电子式:　　　　　　。写出H2O2的电子式:　　　　　。 ‎ ‎(3)用电子式表示I的形成过程:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)写出B→C、E→F的化学方程式:‎ B→C　; ‎ E→F　。 ‎ 答案(1)Na　SO3　Na2SO4(或NaHSO4)‎ ‎(2)Na+‎[‎‎·‎‎·‎O‎··‎‎··‎‎·‎‎·‎H]-　H‎·‎‎·‎O‎··‎‎··‎‎·‎‎·‎O‎··‎‎··‎‎·‎‎·‎H ‎(3)‎ ‎(4)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑　2SO2+O22SO3‎ - 6 -‎ 解析根据B是淡黄色固体,且可以与水反应生成氧气,则B为过氧化钠,A为金属钠,C为氢氧化钠;D是淡黄色固体,且可与氧气发生连续的氧化反应,则D为硫单质,E、F、G、H分别为二氧化硫、三氧化硫、硫酸和硫酸钠(或硫酸氢钠);B与I的相对分子质量相同,则I为Na2S。‎ 提升能力·跨越等级 ‎1.化学实验中常将溶液或试剂进行酸化,下列酸化的处理措施正确的是(　　)‎ ‎(提示:HNO3具有强氧化性,可氧化SO‎3‎‎2-‎、Fe2+等离子)‎ A.检验溶液中是否含有SO‎3‎‎2-‎时,用硝酸酸化后再加BaCl2溶液 B.为提高高锰酸钾溶液的氧化能力,用盐酸将高锰酸钾溶液酸化 C.检验溶液中是否含有Fe2+时,用硝酸酸化后,加KSCN溶液 D.检验溶液中是否含有SO‎4‎‎2-‎时,用盐酸酸化后,加BaCl2溶液 答案D 解析A项中硝酸能将SO‎3‎‎2-‎氧化;B项中高锰酸钾溶液能将氯离子氧化;C项中加入KSCN溶液变红色不能说明原溶液中含Fe2+,也可能含有Fe3+。‎ ‎2.某溶液中含有较大量的Cl-、CO‎3‎‎2-‎、OH-三种阴离子,如果只取一次该溶液就能够分别将三种阴离子依次检验出来,下列实验操作顺序正确的是(　　)‎ ‎①滴加足量的Mg(NO3)2溶液　②过滤　③滴加适量的AgNO3溶液　④滴加足量的Ba(NO3)2溶液 A.①②④②③ B.④②①②③‎ C.①②③②④ D.④②③②①‎ 答案B 解析首先滴加足量的Ba(NO3)2溶液,如果出现白色沉淀,证明有CO‎3‎‎2-‎,同时除去CO‎3‎‎2-‎;过滤后,在滤液中滴加足量的Mg(NO3)2溶液,如果出现白色沉淀,证明有OH-,同时除去OH-;过滤后,滴加适量的AgNO3溶液,如果出现白色沉淀,证明有Cl-。‎ ‎3.SO2气体通入BaCl2溶液中,无沉淀产生,但再分别加入①氨水、②氯水、③H2S溶液均有沉淀产生,这些沉淀分别为(　　)‎ A.BaSO4、BaSO3、S B.S、BaSO3、BaSO4‎ C.BaSO3、BaSO4、S D.BaSO3、S、BaSO4‎ 答案C 解析SO2可在碱性条件下与BaCl2反应生成BaSO3沉淀;SO2与Cl2发生反应SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl,SO‎4‎‎2-‎+Ba2+BaSO4↓;SO2具有弱氧化性,可与H2S发生反应SO2+2H2S3S↓+2H2O。故分别加入氨水、氯水和H2S溶液后依次生成的沉淀为BaSO3、BaSO4、S。‎ ‎4.用下面的方案进行某些离子的检验,其中方案设计最严密的是(　　)‎ A.检验试液中的SO‎4‎‎2-‎:试液无沉淀白色沉淀 B.检验试液中的SO‎4‎‎2-‎:试液无沉淀白色沉淀 C.检验试液中的I-:试液深黄色溶液深黄色溶液 D.检验试液中的CO‎3‎‎2-‎:试液白色沉淀沉淀溶解 答案B 解析A项中先加入稀硝酸,如果溶液中没有SO‎4‎‎2-‎,而存在SO‎3‎‎2-‎,硝酸可将SO‎3‎‎2-‎氧化成SO‎4‎‎2-‎,最终也会出现白色沉淀,A项错误;B项中先加入足量稀盐酸,可以排除SO‎3‎‎2-‎、Ag+等离子的干扰,然后加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明原溶液中存在SO‎4‎‎2-‎,B项正确;如果溶液中存在I-,I-‎ - 6 -‎ 具有还原性,被过氧化氢氧化为碘单质,淀粉溶液遇碘单质显蓝色,但是C选项中溶液最终没有变蓝色,C项错误;D项中如果存在SO‎3‎‎2-‎,也会出现相同的实验现象,D项错误。‎ ‎5.工业上用电解法生产烧碱的主要原料是饱和食盐水,它是将粗盐溶解在水中,通过分离和提纯制成的。由于粗盐中含有泥沙、CaCl2、MgCl2、Fe2(SO4)3等杂质,不符合电解的要求,因此必须进行精制。首先将粗盐水过滤除去泥沙,再用化学试剂进一步净化处理。‎ ‎(1)如何运用最简方法检验过滤后的溶液中有无SO‎4‎‎2-‎?  　。 ‎ ‎(2)净化过程中下列化学药品可以选用的是　　　　　(填写代号)。 ‎ A.Ba(NO3)2溶液　B.BaCl2溶液　C.NaOH溶液 D.K2CO3溶液　E.Na2CO3溶液　F.稀盐酸　G.稀硫酸 ‎(3)你设计加入化学试剂的先后顺序是　　　　　　　　　　　　　　　。在加入某种化学试剂之前,还必须增加一种物理除杂方法,这种化学试剂的名称是　　　　　　,这种物理除杂方法的名称是　　　　。要在实验室中实施这种除杂方法,所用到的玻璃仪器有　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)经过科学论证,上述净化食盐水的方案合理,又通过更加精确的实验方法对净化后的食盐水进行成分分析,发现其中CaCl2、MgCl2的含量还是超标,必须进一步降低其含量。对此,下列说法中正确的是　　　。 ‎ A.对盐水进行过滤 B.再从上述(2)中选取化学试剂除杂 C.查找资料或访问专家,采用更加先进科学的方法除杂 答案(1)取适量溶液于试管中,向其中先加入稀盐酸,无沉淀产生,再加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,即证明含有SO‎4‎‎2-‎ ‎(2)BCEF ‎(3)BECF或CBEF或BCEF　稀盐酸　过滤　烧杯、玻璃棒、漏斗 ‎(4)C 解析(1)检验SO‎4‎‎2-‎是否存在,可取适量溶液于试管中,向其中先加入稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,即证明含有SO‎4‎‎2-‎。‎ ‎(2)除去MgCl2、Fe2(SO4)3应选用NaOH溶液和BaCl2溶液,不能选用Ba(NO3)2溶液,否则引入NO‎3‎‎-‎;除去CaCl2和过量的BaCl2应选用Na2CO3溶液,不能选用K2CO3溶液,否则引入K+;除去过量的NaOH、Na2CO3应选用稀盐酸,不能选用硫酸,否则会引入SO‎4‎‎2-‎;故选用的试剂为BCEF。‎ ‎(3)用Na2CO3溶液除去CaCl2和过量的BaCl2,故Na2CO3溶液应在BaCl2溶液之后加入,用稀盐酸除去过量的NaOH、Na2CO3,故稀盐酸最后加入,则试剂加入顺序为BECF或CBEF或BCEF。在加入稀盐酸前需将产生的沉淀过滤,否则沉淀会再次溶解。‎ ‎(4)因为上述净化食盐水的方案合理,但杂质含量还是超标,只能采用更加先进科学的方法除杂。‎ ‎6.有一可能已变质的Na2SO3样品(无水)。某化学兴趣小组展开了对该样品的分析,请你参与他们的活动。(提示:硝酸具有强氧化性,可将SO‎3‎‎2-‎氧化为SO‎4‎‎2-‎)‎ ‎(1)猜想样品中可能含Na2CO3、　　　　　　　　和　　　　　　　　(填化学式)。 ‎ ‎(2)实验设计 ‎①取适量样品于烧瓶中配成无色溶液,再加入过量的BaCl2溶液;‎ ‎②待沉淀完全后,从分液漏斗向烧瓶中加入下列溶液　　　　　　,产生气体。 ‎ A.稀硫酸 B.稀硝酸 C.稀盐酸 ‎③将气体连续通入下列装置:‎ - 6 -‎ ‎(3)结论:样品已部分变质。‎ ‎(4)问题讨论:‎ Ⅰ.某同学认为实验步骤①多余,你认为该步骤　　　　　　(选填“是”或“不”)多余(若选“不”继续回答下一空格,若选“是”不必回答下一空格),设计的用意是　。 ‎ Ⅱ.实验步骤③中a、b、c、d的作用分别是:‎ a.　　　　　　　　　　　; ‎ b.　　　　　　　　　　　; ‎ c.　　　　　　　　　　　; ‎ d.　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案(1)Na2SO3　Na2SO4　(2)C ‎(4)Ⅰ.不　检验样品中是否含Na2SO4‎ Ⅱ.验证SO2　除去SO2　验证SO2已被除尽　验证CO2‎ 解析本题是一道检验、鉴别题,依据题中设计的思路,进行辨析,并对某些实验步骤作出评价。‎ ‎(1)样品中成分Na2SO3具有还原性,易被氧化为Na2SO4,在题干中已猜想有Na2CO3存在时,则另两种可能成分为Na2SO3、Na2SO4。‎ ‎(2)欲确定Na2CO3、Na2SO3、Na2SO4的存在,实则是鉴定CO‎3‎‎2-‎、SO‎3‎‎2-‎、SO‎4‎‎2-‎的存在。在①步加入Ba2+后,产生的沉淀有可能有BaCO3、BaSO3、BaSO4,为此在②步所加的酸只能为稀盐酸 ,因为H2SO4能干扰SO‎4‎‎2-‎检验,HNO3能将SO‎3‎‎2-‎氧化为SO‎4‎‎2-‎,干扰SO‎3‎‎2-‎的检验;③步中在给定装置及试剂后,首先检验产生的气体中含有SO2,再除去SO2,并检验SO2已被除尽,再检验CO2气体。‎ ‎(4)实验步骤①中所加BaCl2溶液为检验样品中是否含Na2SO4,不多余;实验步骤③中各装置中的作用分别为验证SO2存在、除去SO2、验证SO2被除尽及验证CO2。‎ 贴近生活·拓展创新 已部分氧化的亚硫酸钠,为确定其纯度,要进行如下实验:‎ ‎①称取样品W1 g;②将样品溶解于蒸馏水中;③给溶液加稍过量的经盐酸酸化的BaCl2溶液;④过滤、洗涤、干燥沉淀,称其质量为W2 g,试回答:‎ ‎(1)BaCl2用盐酸酸化的原因:　 。 ‎ ‎(2)BaCl2溶液要加入稍过量的原因:　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)怎样检查SO‎4‎‎2-‎是否完全除去?　 。 ‎ ‎(4)判断沉淀是否洗净的方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)Na2SO3纯度的计算式:　　　　　　　　　。 ‎ 答案(1)防止生成BaSO3沉淀 ‎(2)使SO‎4‎‎2-‎全部转化为BaSO4沉淀 ‎(3)取上层清液少许滴加BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,说明SO‎4‎‎2-‎未完全除去;反之,则完全除尽 ‎(4)取最后一次洗涤液少许加AgNO3溶液,若无沉淀,则已洗净;反之,没洗净 ‎(5)(1-‎142‎W‎2‎‎233‎W‎1‎)×100%‎ - 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